Creation and application of abscisic acid regulators for mechanistic elucidation and control of secondary dormancy induction

脱落酸调节剂的创建和应用，用于阐明和控制二次休眠诱导的机制

• 批准号: 22H02272
• 负责人: 轟 泰司
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02272/
• 关键词: アブシシン酸; 二次休眠; 阻害剤; 生合成; 代謝; 配糖化; ABA

種子の二次休眠に関わると考えられているアブシシン酸（ABA）の生合成・代謝に関わる酵素の特性と阻害剤創出研究を実施した。1）キサントキシン酸化酵素ABA2の発現と基質構造要求性：シロイヌナズナABA2を大腸菌で発現し，キサントキシン（Xan）とその側鎖改変体，ならびに類似環構造をもつ内生化合物が基質になるかどうかを検証し，Xanの側鎖還元体XOLと酸化体XAのメチルエステル体MeXAがABA2の基質になることを初めて明らかにした。さらに，基質にならないと報告されていたXAもABA2の基質になること，また，ABAの内生代謝物であり，Xanに類似したヘキセノール環構造をもつ1',4'-trans-diol-ABAもABA2によってABAに変換されることを明らかにした。一方，同様の環構造をもつABA代謝物のジヒドロファゼイン酸は基質にはならずファゼイン酸には変換されなかった。逆反応（還元反応）は確認することができず，ABA2は酸化（脱水素）酵素としてのみ機能している可能性が強く示唆された。今後，現在創出を検討中のABA2阻害剤をツールとして活用し，種子の二次休眠に関わるABA2の役割とABA生合成経路の再検討を実施する。2）ABA 8'-水酸化酵素CYP707Aの新規イソシアニド型阻害剤の創出：強いCYP707A阻害活性を示すが側鎖が異性化すると真逆の副作用を示す1E-ABNC（2E-ABAの側鎖カルボキシ基がイソシアニド基に置換）をリードとし，NC基の方向を完全に固定して異性化による副作用を除去した新規CYP707A阻害剤を創出した。今後，植調剤としての実用化を念頭においた活性調査を実施する。3）ABA配糖化ならびに配糖体加水分解を阻害する化合物の創出：いずれも候補化合物を得ることができたので，今後，標的酵素の発現とアッセイ系を構築して，阻害機構を究明する。

Study on the characteristics of enzymes involved in ABA biosynthesis and metabolism and the creation of inhibitors in secondary dormancy of seeds 1) Production of ABA2 and matrix structure requirements: ABA 2 is produced by Escherichia coli, Xan is produced by Xan, Xan is produced by Xol and MeXA is produced by ABA2. In addition, the substrate structure of ABA 2 is similar to that of XA 2, and ABA 2 is similar to that of ABA. The structure of the ring is similar to that of ABA metabolites. It is highly probable that ABA2 will function as an anti-oxidant enzyme. In the future, we will create a new study on the application of ABA2 resistance, and the re-study of ABA2 activity and ABA synthesis pathway related to secondary dormancy of seeds. 2) Creation of a new CYP707A inhibitor for ABA 8'-hydratase: strong CYP707A inhibitor activity, side effects of heterogenization and side effects of 1E-ABNC (2E-ABA side chain inhibitor base substitution), complete fixation of NC base orientation, elimination of side effects of heterogenization and creation of a new CYP707A inhibitor. In the future, the activity survey will be carried out in the implementation of plant regulation. 3) The synthesis of compounds inhibiting ABA glycosylation and hydrolysis of ligands: the preparation of candidate compounds; the construction of target enzyme production and inhibition systems; and the study of inhibition mechanisms.

项目成果

ABA配糖化酵素阻害剤の創出

ABA 糖基转移酶抑制剂的创建

• 发表时间: 2022
• 作者: Nakamichi Norihito;Yamaguchi Junichiro;Sato Ayato;Fujimoto Kazuhiro J.;Ota Eisuke;若井暁;矢野 樹，富倉祐奈，大西利幸，竹内 純，轟 泰司
• 通讯作者: 矢野 樹，富倉祐奈，大西利幸，竹内 純，轟 泰司

ABA代謝不活性酵素CYP707Aを強力に阻害するイソシアニド化合物の創出

产生强烈抑制 ABA 代谢失活酶 CYP707A 的异氰化物化合物

• 发表时间: 2022
• 作者: 浮岡希良々，宮内彩花，竹内 純，轟 泰司

ABAカルボキシ基をイソシアニド基に置換したABAアナログABNCの機能研究

ABA羧基被异氰基取代的ABA类似物ABNC的功能研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 浮岡希良々，宮内彩花，竹内 純，轟 泰司;宮内彩花，伊藤早輝，巣山友里恵，樫尾葉子，竹内 純，轟 泰司
• 通讯作者: 宮内彩花，伊藤早輝，巣山友里恵，樫尾葉子，竹内 純，轟 泰司